一種鋅電解液中鋅鎂的循環(huán)蒸發(fā)結晶分離方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋅電解液中鋅鎂的循環(huán)蒸發(fā)結晶分離方法，包括硫酸鋅濃縮結晶、二次分離和硫酸鎂結晶分離等步驟。本發(fā)明采用循環(huán)蒸發(fā)與分步結晶結合的純物理工藝，整個生產過程沒有引入任何雜質，無廢水廢渣排放，實現了廢水全部回收利用無外排，無任何廢渣排放，節(jié)約了傳統(tǒng)中和沉淀法所消耗的添加劑費用及廢水、廢渣的處理和排放等產生的環(huán)保費用，可有效降低電耗；另外，蒸發(fā)濃縮過程中的冷凝水可回收再利用，管道中無任何結晶現象，分離后的得到的硫酸鎂和硫酸鋅都可以直接用于工業(yè)生產，完全實現了企業(yè)資源的合理利用和效益最大化，有較好的經濟效益和社會效益。
【專利說明】一種鋅電解液中鋅鎂的循環(huán)蒸發(fā)結晶分離方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金行業(yè)的電解鋅【技術領域】，具體涉及一種鋅電解液中鋅鎂的循環(huán)蒸發(fā)結晶分離方法。

【背景技術】
[0002]在鋅電解生產過程中，原料鋅礦中不可避免的會含有鉛、鎳、銅、鎂等雜質金屬，對電解鋅質量影響很大，其中鋅液中的鎂元素會嚴重影響電解時的電流效率及電解鋅產品的純度。隨著電解過程的不斷進行，電解液中的鋅含量就會不斷的減少，硫酸含量不斷增加，為了保持電解條件的穩(wěn)定，需要從電解的廢液抽取一部分返回到硫酸浸出液中，這時，含有鎂離子和硫酸的陽極液一起被用來浸礦，而在浸出及凈化過程中，廢液中的鎂離子不能被有效除去，于是，電解鋅陽極液在循環(huán)使用中，鎂離子逐漸富集，使得電解過程能耗大幅增力口。為了降低能耗，通常采用電解液開路，每天排放一次電解槽中的電解液，排放的這部分電解液中，硫酸、鋅、鎂含量都比較高，為避免環(huán)境污染和浪費，一般對排出的電解液先用氫氧化鈣中和，然后加硫化物沉淀過濾，沉淀物返回火法冶煉，廢水處理后外排。該方法雖然簡單，實施容易，但是直接中和，仍然存在以下問題:①、由于廢液中酸濃度高，需要投加大量氫氧化鈣予以中和，會產生大量廢渣，同時對酸資源也是一種浪費、沉淀過程添加了硫化物，生成的硫化氫排放后容易造成二次污染，后期的排放處理投資成本較高；③、生成的渣中鋅回收利用成本較高，廢水難以直接回用需排放，企業(yè)生產成本高，資源循環(huán)利用率低。


【發(fā)明內容】

[0003]為了解決【背景技術】中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能從鋅電解液中有效分離硫酸鎂，在降低電解鋅電耗的同時實現廢水零排放和固廢零產生，節(jié)能環(huán)保、投資成本低、可實現資源循環(huán)利用的鋅鎂循環(huán)蒸發(fā)結晶分離方法。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現的，該分離方法包括以下工藝步驟:
①、硫酸鋅濃縮結晶:將電解鋅液用循環(huán)泵輸送至硫酸鋅蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中進行蒸發(fā)濃縮；濃縮過程中，鋅液中的水分不斷蒸發(fā)，硫酸鋅以晶體的形式大量析出，當鋅液的濃度達60%時，將所得的濃漿進行固液分離后得到硫酸鋅晶體和離心清液，硫酸鋅晶體用蒸發(fā)冷凝水溶解后回用，離心清液送至清液儲存罐內緩存；
②、二次分離:將步驟①所得的離心清液用循環(huán)泵送入到分離裝置內進行二次分離，分離后得到混合晶體和二級離心清液；
③、硫酸鎂結晶分離:將步驟②得到混合晶體用蒸發(fā)冷凝水溶解成濃度為10?20%的溶液，把溶液輸送至硫酸鎂蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中進行蒸發(fā)濃縮，溶液中水分不斷蒸發(fā)，硫酸鎂以晶體形式析出，當溶液濃度達60%時，將所得的濃漿進行固液分離后得到硫酸鎂晶體和離心清液；所得離心清液返回步驟②所述的二次分離系統(tǒng)中進行二次分離。
[0005]本發(fā)明采用循環(huán)蒸發(fā)與分步結晶結合的純物理工藝，整個生產過程沒有引入任何雜質，無廢水廢渣排放，實現了廢水全部回收利用無外排，無任何廢渣排放，節(jié)約了傳統(tǒng)中和沉淀法所消耗的添加劑費用及廢水、廢渣的處理和排放等產生的環(huán)保費用，可有效降低電耗；另外，蒸發(fā)濃縮過程中的冷凝水可回收再利用，管道中無任何結晶現象，分離后的得到的硫酸鎂和硫酸鋅都可以直接用于工業(yè)生產，完全實現了企業(yè)資源的合理利用和效益最大化，有較好的經濟效益和社會效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0007]下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0008]實施例1:
取1000L硫酸鋅含量為120g/L、硫酸鎂含量為50g/L的電解鋅液，按本發(fā)明所述方法進行分離。
[0009]第一步:硫酸鋅濃縮結晶。將電解鋅液用循環(huán)泵輸送至硫酸鋅蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中進行蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的工作溫度為80°C，工作壓力為0.3MPa ;濃縮過程中，鋅液中的水分不斷蒸發(fā)，硫酸鋅以晶體的形式大量析出，當鋅液的濃度達60%時，將所得的濃漿進行固液分離后得到103g硫酸鋅晶體和離心清液；所得硫酸鋅晶體用蒸發(fā)冷凝水溶解至70?80g/ L的濃度后返回進入鋅電解工段，離心清液送至清液儲存罐內緩存；離心分離后得到的硫酸鋅晶體經溶解至所需濃度后(溶劑采用蒸發(fā)冷凝水)，進入鋅電解工段。離心清液送至清液儲存罐內緩存；
第二步:二次分離。將第一步所得的離心清液用循環(huán)泵送入到離心機內進行二次分離，分離后得到含有硫酸鋅、硫酸鎂等物質的混合晶體和二級離心清液；
第三步:硫酸鎂結晶分離。將第二步得到混合晶體用蒸發(fā)冷凝水溶解成濃度為10?20%的溶液，把溶液輸送至硫酸鎂蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中進行蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的工作溫度為80°C，工作壓力為0.3MPa，溶液中水分不斷蒸發(fā)，硫酸鎂以晶體形式析出，當溶液濃度達60%時，將所得的濃漿進行固液分離后得到38g硫酸鎂晶體和離心清液；所得離心清液返回第二步所述的二次分離系統(tǒng)中進行二次分離。
[0010]上述實施例中，在不添加任何添加劑、無廢水、廢渣排放的情況下，硫酸鋅的分離率達85%，硫酸鎂的分離率達76%，解決了行業(yè)傳統(tǒng)難題，符合當前節(jié)能環(huán)保、資源循環(huán)利用等社會科技發(fā)展主題，具有較好的經濟效益和社會效益。
[0011]實施例2:
取1000L硫酸鋅含量為120g/L、硫酸鎂含量為50g/L的電解鋅液，按本發(fā)明所述方法進行分離。
[0012]第一步:硫酸鋅濃縮結晶。將電解鋅液用循環(huán)泵輸送至硫酸鋅單效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中進行蒸發(fā)濃縮，單效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的工作溫度為100°c，工作壓力為0.2MPa ;濃縮過程中，鋅液中的水分不斷蒸發(fā)，硫酸鋅以晶體的形式大量析出，當鋅液的濃度達60%時，先將濃漿送入旋液增稠器進行初步固液分離，然后再送入離心機分離得到108g硫酸鋅晶體和離心清液；所得硫酸鋅晶體用蒸發(fā)冷凝水溶解至70?80g/ L的濃度后返回進入鋅電解工段，離心清液送至清液儲存罐內緩存；離心分離后得到的硫酸鋅晶體經溶解至所需濃度后(溶劑采用蒸發(fā)冷凝水)，進入鋅電解工段。離心清液送至清液儲存罐內緩存；
第二步:二次分離。將第一步所得的離心清液用循環(huán)泵送入到離心機內進行二次分離，分離后得到含有硫酸鋅、硫酸鎂等物質的混合晶體和二級離心清液；
第三步:硫酸鎂結晶分離。將第二步得到混合晶體用本工藝過程中產生的蒸發(fā)冷凝水溶解成濃度為10?20%的溶液，把溶液輸送至硫酸鎂單效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中進行蒸發(fā)濃縮，單效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的工作溫度為120°C，工作壓力為0.1MPa，溶液中水分不斷蒸發(fā)，硫酸鎂以晶體形式析出，當溶液濃度達60%時，先將濃漿送入旋液增稠器進行初步固液分離，然后再送入離心機分離得到39g硫酸鎂晶體和離心清液；所得離心清液返回第二步所述的二次分離系統(tǒng)中進行二次分離。
[0013]上述實施例中，在不添加任何添加劑、無廢水、廢渣排放的情況下，硫酸鋅的分離率達90%，硫酸鎂的分離率達78%，解決了行業(yè)傳統(tǒng)難題，符合當前節(jié)能環(huán)保、資源循環(huán)利用等社會科技發(fā)展主題，具有較好的經濟效益和社會效益。
[0014]實施例3:
取1000L硫酸鋅含量為120g/L、硫酸鎂含量為50g/L的電解鋅液，按本發(fā)明所述方法進行分離。
[0015]第一步:硫酸鋅濃縮結晶。將電解鋅液用循環(huán)泵輸送至硫酸鋅單效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中進行蒸發(fā)濃縮，單效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的工作溫度為120°C，工作壓力為0.1MPa ;濃縮過程中，鋅液中的水分不斷蒸發(fā)，硫酸鋅以晶體的形式大量析出，當鋅液的濃度達60%時，先將濃漿送入旋液增稠器進行初步固液分離，然后再送入離心機分離得到105g硫酸鋅晶體和離心清液；所得硫酸鋅晶體用蒸發(fā)冷凝水溶解至70?80g/ L的濃度后返回進入鋅電解工段，離心清液送至清液儲存罐內緩存；離心分離后得到的硫酸鋅晶體經溶解至所需濃度后(溶劑采用蒸發(fā)冷凝水)，進入鋅電解工段。離心清液送至清液儲存罐內緩存；
第二步:二次分離。將第一步所得的離心清液用循環(huán)泵送入到離心機內進行二次分離，分離后得到含有硫酸鋅、硫酸鎂等物質的混合晶體和二級離心清液；
第三步:硫酸鎂結晶分離。將第二步得到混合晶體用本工藝過程中產生的蒸發(fā)冷凝水溶解成濃度為10?20%的溶液，把溶液輸送至硫酸鎂單效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中進行蒸發(fā)濃縮，單效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的工作溫度為100°C，工作壓力為0.2MPa，溶液中水分不斷蒸發(fā)，硫酸鎂以晶體形式析出，當溶液濃度達60%時，先將濃漿送入旋液增稠器進行初步固液分離，然后再送入離心機分離得到41g硫酸鎂晶體和離心清液；所得離心清液返回第二步所述的二次分離系統(tǒng)中進行二次分離。
[0016]上述實施例中，在不添加任何添加劑、無廢水、廢渣排放的情況下，硫酸鋅的分離率達87.5%，硫酸鎂的分離率達82%，解決了行業(yè)傳統(tǒng)難題，符合當前節(jié)能環(huán)保、資源循環(huán)利用等社會科技發(fā)展主題，具有較好的經濟效益和社會效益。
【權利要求】
1.一種鋅電解液中鋅鎂的循環(huán)蒸發(fā)結晶分離方法，其特征在于包括以下工藝步驟: ①、硫酸鋅濃縮結晶:將電解鋅液用循環(huán)泵輸送至硫酸鋅蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中進行蒸發(fā)濃縮；濃縮過程中，鋅液中的水分不斷蒸發(fā)，硫酸鋅以晶體的形式大量析出，當鋅液的濃度達60%時，將所得的濃漿進行固液分離后得到硫酸鋅晶體和離心清液，硫酸鋅晶體用蒸發(fā)冷凝水溶解后回用，離心清液送至清液儲存罐內緩存； ②、二次分離:將步驟①所得的離心清液用循環(huán)泵送入到分離裝置內進行二次分離，分離后得到混合晶體和二級離心清液； ③、硫酸鎂結晶分離:將步驟②得到混合晶體用蒸發(fā)冷凝水溶解成濃度為10?20%的溶液，把溶液輸送至硫酸鎂蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中進行蒸發(fā)濃縮，溶液中水分不斷蒸發(fā)，硫酸鎂以晶體形式析出，當溶液濃度達60%時，將所得的濃漿進行固液分離后得到硫酸鎂晶體和離心清液；所得離心清液返回步驟②所述的二次分離系統(tǒng)中進行二次分離。
2.根據權利要求1所述的一種鋅電解液中鋅鎂的循環(huán)蒸發(fā)結晶分離方法，其特征在于:步驟①和③所述蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)為單效蒸發(fā)濃縮處理系統(tǒng)。
3.根據權利要求1所述的一種鋅電解液中鋅鎂的循環(huán)蒸發(fā)結晶分離方法，其特征在于:步驟③所述蒸發(fā)冷凝水為步驟①和③所述蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)工作過程中產生的冷凝水。
4.根據權利要求1所述的一種鋅電解液中鋅鎂的循環(huán)蒸發(fā)結晶分離方法，步驟①所述的固液分離，是先將濃漿送入旋液增稠器進行初步固液分離，然后再送入離心機分離。
5.根據權利要求1所述的一種鋅電解液中鋅鎂的循環(huán)蒸發(fā)結晶分離方法，步驟③所述的固液分離，是先將濃漿送入旋液增稠器進行初步固液分離，然后再送入離心機分離。
6.根據權利要求1所述的一種鋅電解液中鋅鎂的循環(huán)蒸發(fā)結晶分離方法，步驟②所述的分離裝置為離心機。
【文檔編號】C25C7/06GK104372377SQ201410568487
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權日:2014年10月23日
【發(fā)明者】岳峰, 吳玄斌, 趙 怡, 何振華, 何雙力, 費懷道 申請人:昆明績馳環(huán)?？萍加邢薰?br>